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2012 年度 実績報告書

深海熱水生態系に基づく脱石油型次世代エネルギーと新素材の生産に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20248023
研究機関京都大学

研究代表者

左子 芳彦  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60153970)

研究分担者 吉田 天士  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80305490)
研究期間 (年度) 2008-04-08 – 2013-03-31
キーワード深海熱水環境 / 新エネルギー / 水素 / CO2固定 / 好熱菌
研究概要

本年度の研究は、深海および沿岸熱水環境から水素を生産するヒドロゲナーゼまたは二酸化炭素を還元するCOデヒドロゲナーゼ活性を有する好熱菌を分離し、分離株の性状解析並びに酵素活性の検出・精製を目的としている。今年度の成果は以下の通りである。
深海熱水孔由来の超好熱古細菌Aeropyrum caminiのゲノム解析を行った。両者のゲノムは配列とその並びともに高度に保存されていた。両者のヒドロゲナーゼは、88%の相同性を示し、性状における大きな差異は認められなかった。両者のゲノムの差異は主にウイルスの関与する遺伝子の有無によるものであり、本属古細菌のゲノム進化にウイルスが深く関与すると考えられた。
昨年度までに分離した水素生成資化性好熱菌Ug1株について、COデヒドロゲナーゼ(CODH)遺伝子を解析した。5つのCODHを有する最近縁種Carboxydothermus hydrogenoformansと異なり、本菌は水素生産に関与すると予測されるCODHIを欠き、4つを有していた。このように、本菌による水素生成はCODHIとは異なる系路が関与していることを示した。
Carboxydothermus属において5つ存在するCOデヒドロゲナーゼ(CODHI~V)のうち、機能未知であるCODH Vの性状を組換え体を用いて解析した。CODH Vでは活性中心に配位するアミノ酸残基の1つ(Glu295)が、他のCODH (Cys295)と異なっていた。CODH VはCODH IIと比べCO酸化活性が低く、NH2OHに対して高い酸化活性を示した。CODH Vに [Fe-S]クラスターに特異的な吸光が認められたものの、その波形はCODHIIと異なっていたことから、異なる金属配位を有すると考えられた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A novel thermophilic, hydrogenogenic, and carboxydotrophic bacterium Calderihabitans maritimus gen. nov., sp. nov. from a marine sediment core of an undersea caldera.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoneda Y, Yoshida T, Yasuda H, Imada C, & Sako Y.
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol.

      巻: 63 ページ: 印刷中のため未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ardenticatena maritima gen. nov., sp. nov., a ferric iron- and nitrate-reducing bacterium of the phylum Chloroflexi isolated from an iron-rich coastal hydrothermal field, and description of Ardenticatenia classis nov.2013

    • 著者名/発表者名
      Kawaichi S, Ito N, Kamikawa R, Sugawara T, Yoshida T, Sako Y.
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol.

      巻: 63 ページ: 印刷中のため未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carboxydothermus pertinax sp. nov., a thermophilic, hydrogenogenic, Fe(III)-reducing, sulfur-reducing carboxydotrophic bacterium from an acidic hot spring.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoneda, Y., Yoshida, T., Kawaichi, S., Daifuku, T., Takabe, T. and Sako, Y.
    • 雑誌名

      Int. J. Syst. Evol. Microbiol.

      巻: 62 ページ: 1692-1697

    • DOI

      DOI:10.1099/ijs.0.031583-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An archaeal virus with exceptional virion architecture and the largest single-stranded DNA genome.2012

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki T., Krupovic M., Pehau-Arnaudet G.., Sako Y., Forterre P., and Prangishvili D.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci. USA

      巻: 109 ページ: 13386-13391

    • DOI

      doi:10.1073/pnas.1203668109

    • 査読あり
  • [学会発表] 獲得免疫機構CRISPRとゲノム解析に基づく超好熱古細菌Aeropyrum-ウイルス相互作用の解析2013

    • 著者名/発表者名
      大福高史、吉田天士、北村崇行、川市智史、井上喬裕、野村敬吾、吉田由唯、左子芳彦
    • 学会等名
      平成25年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学品川キャンパス
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] 超好熱古細菌Aeropyrum pernix K1由来PCKの性状解析2012

    • 著者名/発表者名
      吉田由唯、井上喬裕、吉田天士、左子芳彦
    • 学会等名
      平成24年度日本水産学会秋季大会
    • 発表場所
      独立行政法人水産大学校
    • 年月日
      20120915-20120917
  • [学会発表] Heterologous over-expression of carbon monoxide dehydrogenase-I from Carboxydothermus hydrogenoformans2012

    • 著者名/発表者名
      Takao K, Inoue T, Yoshida T, Sako Y.
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 発表場所
      高知市文化プラザかるぽーと
    • 年月日
      20120713-20120716
  • [学会発表] Mutagenic analysis of Carboxydothermus hydrogenoformans CODH-II2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue T, Takao K, Yoshida T, Wada K, Fukuyama K, Sako Y.
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 発表場所
      高知市文化プラザかるぽーと
    • 年月日
      20120713-20120716
  • [図書] Host-vector system in thermophiles. In Thermophilic Microbes in Environmental and Industrial Biotechnology.2013

    • 著者名/発表者名
      Inoue T. and Sako Y.
    • 総ページ数
      954
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2014-07-24  

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